Не может быть! И все-таки… № 28. Теплолучевой вечный двигатель второго рода


Я глубоко убежден в невозможности вечных двигателей (ВД) первого рода, тем не менее всячески поддерживаю их изобретателей, ибо теоретическое опровержение хитроумных решений учит глубине ПОНИМАНИЯ мира.

Теоретическая невозможность молекулярно-теплового вечного двигателя второго рода вытекает из теории термодинамики, если устранить в ней противоречие, о котором я писал в "Не может быть", № 24. Проведенное мной исследование математического аппарата молекулярной термодинамики показало его абсолютную логическую замкнутость, исключающую появление каких-либо аномалий. Конечно, было бы неплохо, если бы такое исследование проделали крупные специалисты во избежание доводов типа "этого не может быть, потому что этого не может быть никогда!".

А вот вопрос о возможности создания теплолучевого вечного двигателя остается – лично для меня – все еще открытым. Теоретический проект такого устройства был предложен мною журналу "Наука и жизнь", который опубликовал его году в 1997-м, сопроводив коротким, весьма "оригинальным", отзывом рецензента: "…этого не может быть, так как это противоречит второму закону термодинамики!" Чем и как противоречит, автор, к сожалению, объяснить не соизволил. (Удивительны все-таки большинство дипломированных специалистов: они считают, что наличие диплома дает им право считать свои выводы абсолютной и непререкаемой истиной!) И потому я излагаю суть проблемы для тех, кто НЕ БОИТСЯ увидеть НЕПРОСТОТУ проблемы.

Теория теплового излучения тела говорит о том, что это излучение имеет сплошной спектр, т.е. состоит из волн самой разной длины и, следовательно, разных энергий. Средняя величина этой энергии ОДНОЗНАЧНО соответствует температуре излучаемой поверхности. Кроме того, эта теория утверждает, что чем выше температура тела, тем выше средняя энергия теплового излучения и тем больше в его спектре доля более коротких, т.е. более энергоемких волн.
В связи с этим у меня возникли (еще в 1960 году) два вопроса:
а) можно ли сфокусировать тепловое излучение?
б) если да, то как поглощение такого излучения повлияет на температуру освещаемой этим излучением поверхности?

Попытаюсь ответить на эти вопросы.

Допустим, нам удалось с большой поверхности сконцентрировать (в пучок, хотя бы и несколько рассеянный) тепловое излучение с температурой, скажем, минус 100°С и направить его на небольшую черную поверхность с температурой +20°С, находящуюся в закрытом неосвещенном помещении (термостате). Какими свойствами будет обладать такое сконцентрированное излучение? Может ли оно хоть немного нагреть или – что особенно интересно – охладить освещаемую им поверхность? Увы, без эксперимента ответить на эти вопросы я не могу.

Но вот другая ситуация: концентрируется 20-градусное тепловое излучение на поверхность той же температуры. Это означает, что теперь доля фотонов с повышенной температурой, направляемых на освещаемую поверхность, будет во много раз больше доли фотонов той же температуры, излучаемых поверхностью. И если предположить, что фотоны с низкой температурой не охлаждают освещаемую поверхность, то температура освещаемой поверхности будет повышаться. А если предположить, что "холодные" фотоны охлаждают освещаемую поверхность, то температура этой поверхности не изменится, поскольку "горячие" фотоны противодействуют понижению температуры.

Лет десять тому назад я проводил соответствующие эксперименты (в домашних условиях), но из-за крайне неудовлетворительных условий проведения опытов (особенно из-за отсутствия точных термометров), бесспорных результатов не получил. Надеюсь, найдутся смельчаки, которые проведут эксперименты в лучших (лабораторных) условиях.

Другая развеселая проблема – это как сконцентрировать тепловое излучение.
Трудно поверить, но математическая теория прохождения света через линзы убедительно показывает, что с помощью СУЩЕСТВУЮЩИХ линз сконцентрировать тепловое излучение невозможно (точно так же, как создать вечный двигатель первого рода). Но вот если бы существовали АНТИЛИНЗЫ!..

Этим, не существующим пока, термином я называю выпуклые, но уменьшительные линзы, а также вогнутые, но увеличительные линзы!
Для осуществления таких линз необходимо добиться того, чтобы коэффициент преломления света ПЛАВНО менялся в них от центра к периферии, но практически изготовить такие линзы, к сожалению, невозможно.

 

Зато "линзы" с требуемым свойством можно изготовить из зеркал (вернее, требуемое свойство можно реализовать с помощью зеркал)! На мой взгляд, существует единственный вариант такой "линзы": это как бы обычная выпуклая линза, но пустотелая и назеркаленная внутри (1). Луч света, однажды попав в такое пространство, рано или поздно – после многократных отражений – придет в одну из точек (А или В).

Теперь нам остается лишь запустить в это пространство – причем с периферии! – как можно больше тепловых лучей. Для этого "линза" разрезается по плоскости, перпендикулярной оси, и между двумя образовавшимися половинками вставляется теплопроводное кольцо (2). Ну и, разумеется, "линзу" следует заключить в хорошую теплоизоляцию (3). Вот и весь тепловой насос для перекачки тепла из внешней среды через кольцо внутрь "линзы".

Технические характеристики экспериментального устройства очевидны: диаметр "линзы" – хотя бы 1 м, теплоизоляция – вакуум или, в крайнем случае, легкий пенопласт, зеркало – тонкая посеребренная лавсановая пленка (или зеркальное напыление), а также кольцо из полированной меди да дистанционный датчик температуры с точностью хотя бы в 0,1°, размещенный в точке А.

Самое трудное в эксперименте (в домашних условиях) – это найти глубокое, не обогреваемое подвальное помещение с постоянной температурой во всех его точках. (В моих экспериментах в подвале градиент температуры по высоте был существенным: 5° на 1 м, т.е. был сопоставим с точностью измерения температуры, так что искажения при измерении температруы были огромными.)

Однако трудно представить, что данный эксперимент (и тысячи ему подобных) будет проведен в ближайшем будущем – по причине полного отсутствия к нему интереса со стороны официальной науки.

Читатель вправе поинтересоваться: а есть ли хоть какие-то признаки правдоподобности представленного в этой статье вечного двигателя и какое применение может иметь теплосветовое излучение, если его удастся обуздать?

Поскольку неполированная поверхность твердого тела имеет "микрогористый" вид, то тепловое излучение из впадин будет распространяться преимущественно перпендикулярно поверхности. Следовательно, в центре пустотелого шара теплосветовое излучение будет намного выше, чем вблизи поверхности (еще одна тема для эксперимента). Значит, температура в центре шара будет выше температуры на его поверхности. Соответственно, в центре шара (в какой-то мере и пирамиды) и влажность тел будет меньше.

Если каждую точку полнотелого шара представить в виде точечного источника света, равносветящего во все стороны, то плотность теплового излучения в единице объема будет увеличиваться с приближением к центру шара, что мы и наблюдаем в случае "холодных" тел во Вселенной. Градиент повышения температуры в направлении центра Земли хорошо известен: 4° на 1 км. Это при средней температуре на поверхности порядка 10°. Любопытно, каков этот градиент на Плутоне? Если таков же (верится с трудом), то астероид диаметром 100 км мог бы оказаться неплохим источником энергии. По меньшей мере в пределах астероидного пояса…

***

Полвека моего сознательного наблюдения за интеллектуальными действиями людей показало, что образование почти не влияет на понимание. Понимание – это способность строить причинно-следственную модель явления. Я не знаю преподавателей, которые учили бы учеников пониманию. А между тем, понимание – это основа гениальности. Сегодня одним из самых понимающих людей я считаю Леонида Радзиховского. Но сам он вряд ли знает о своем уникальном качестве и вряд ли способен кому-нибудь передать этот свой дар…